電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算[1]

1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書1 11設(shè)計(jì)題目1 12設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1 1. 3設(shè)計(jì)工作量12.電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算2 21選擇電動(dòng)機(jī)容量2 22確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速3 23計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比3 24計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)43齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)5 31選擇材料，確定許用應(yīng)力5 32按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)533確定基本參數(shù)，計(jì)算主要尺寸6 34計(jì)算齒輪幾何尺寸635校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度7 36選擇齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度、潤(rùn)滑方式74軸的設(shè)計(jì)8 41軸的功率轉(zhuǎn)速扭矩、轉(zhuǎn)速、扭矩8 42初步估算軸徑843軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8 44按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑95滾動(dòng)軸承的選擇及驗(yàn)算136鍵的選擇計(jì)算137減速器

2、的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算14 71箱體的設(shè)計(jì)148潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑方式的選擇1781齒輪的潤(rùn)滑17 82軸承的潤(rùn)滑1783潤(rùn)滑油的選擇1784密封方法的選取179設(shè)計(jì)小結(jié)18參考文獻(xiàn)19電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算按已知工作條件要求和條件選用Y系列，一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。一、選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需功率式中=2500N =1.5m/s 工作機(jī)的效率=0.940.96 對(duì)皮帶輸送機(jī)取=0.94帶入上式，得P工作=FV/1000=3。99KN電動(dòng)機(jī)的輸出功率式中電動(dòng)機(jī)至滾筒的傳動(dòng)裝置總效率-帶傳動(dòng)效率-齒輪傳動(dòng)效率 -滾動(dòng)軸承的效率-聯(lián)軸器的效率 -運(yùn)輸機(jī)平型帶傳動(dòng)效率取帶傳動(dòng)效率0.96

3、齒輪傳動(dòng)效率滾動(dòng)軸承的效率0.98聯(lián)軸器的效率0.97運(yùn)輸機(jī)平型帶傳動(dòng)效率0.98總=帶×2軸承×齒輪×聯(lián)軸器×滾筒=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85故 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)個(gè)頂功率只需大于即可。查設(shè)計(jì)資料中Y系列電動(dòng)機(jī)術(shù)數(shù)據(jù)表選電動(dòng)機(jī)的個(gè)頂功率為5.5kw二、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為式中：-皮帶輸送機(jī)的帶速 D-滾筒的直徑 r/min電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速V帶傳動(dòng)比范圍=24，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍=35，則總傳動(dòng)比范圍為，可見(jiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 r/min型號(hào)功率滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最

4、大轉(zhuǎn)矩電流轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y160M2-85.513.3720850.74622Y132M2-65.512.696085.30.786.52.02符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min和1000 r/min兩種，為減少電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格，常選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)Y132M2-6，其滿載轉(zhuǎn)速nm=960 r/min。電動(dòng)機(jī)的中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均可查到。三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比分配各級(jí)傳動(dòng)比由，為使V帶傳動(dòng)的外部尺寸不致過(guò)大，取傳動(dòng)比=3，則為四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速I軸 r/minI

5、I軸 r/min滾筒軸 r/min各軸功率I軸 kwII軸 kw滾筒軸 kw各軸扭距電機(jī)軸 N·mI軸 N·mII軸 N·m滾筒軸 N·m將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸I軸II軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n/( r/min)96032071.7471.74功率P/4.073.903.763.66扭距T/（N·m）40.48116.39500.52487.21傳動(dòng)比i34.461.00效率0.960.9650.975齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)一、選擇材料，確定許用應(yīng)力因載荷平穩(wěn)，傳動(dòng)功率較小，可采用軟齒面齒輪。小輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度220HBS。大輪選用

6、45鋼，正火，硬度為190HBS。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中的13-35c和圖13-36c分別查得：，由表13-8查得，故二、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算中心距取=481.8MPa計(jì)算小輪轉(zhuǎn)矩一般減速器，取齒寬，。原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，輕微沖擊，支承不對(duì)稱布置，故選8級(jí)精度。選K=1。將以上數(shù)據(jù)帶入得出算中心距ac=142.7mm三、確定基本參數(shù)，計(jì)算主要尺寸選擇齒數(shù)取，則確定模數(shù)可得：m=3.56查表得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4確定實(shí)際中心距計(jì)算齒寬為補(bǔ)償兩輪軸向尺寸誤差，取b1=70mm,b2=64mm四、計(jì)算齒輪幾何尺寸齒距齒厚槽寬齒頂高齒根高分度圓直徑齒根圓直徑中心距五、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按z1=20,z2=70查表

7、查得，帶入上式 （安全） （安全）六、選擇齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑油粘度、潤(rùn)滑方式由齒輪的失效分析可知，齒輪傳動(dòng)如果潤(rùn)滑不良，會(huì)導(dǎo)致齒面損傷，對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行潤(rùn)滑，不僅可以減輕齒面磨損，降低傳動(dòng)噪聲，同時(shí)還能散熱、防銹、提高齒輪傳動(dòng)的使用壽命。齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式主要根據(jù)齒輪圓周速度的大小來(lái)選擇。常用的潤(rùn)滑方式有：浸油潤(rùn)滑 也稱油浴潤(rùn)滑，是將齒輪副中的大齒輪傳動(dòng)浸入油中達(dá)一定的深度，其深度取決于齒輪的圓周速度，當(dāng)時(shí)，對(duì)一級(jí)齒輪傳動(dòng)，大齒輪浸入油中約一個(gè)齒高。過(guò)深會(huì)增大運(yùn)轉(zhuǎn)阻力，降低工作效率，過(guò)淺則不利于潤(rùn)滑；對(duì)多級(jí)齒輪傳動(dòng)，因高速級(jí)大齒輪無(wú)法達(dá)到要求的浸油深度，則采用帶油輪輔助潤(rùn)滑，將油帶入高速級(jí)大齒輪表面

8、。噴油潤(rùn)滑 是用液壓泵將有一定壓力的潤(rùn)滑油直接噴到齒輪的嚙合表面進(jìn)行潤(rùn)滑。用于的齒輪傳動(dòng)，此時(shí)因圓周速度高，攪油損耗較大，不宜采用浸油潤(rùn)滑。軸的設(shè)計(jì)(低速軸)減速器功率不大，又對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。查表查得強(qiáng)度極限，許用彎曲應(yīng)力。一、軸的功率轉(zhuǎn)速扭矩、轉(zhuǎn)速、扭矩P2=3.76kw n2=71.74r/min T2=500.52 N·m計(jì)算作用在齒輪上的力。因小齒輪的分度圓直徑d1=240二、初步估算軸徑安裝帶輪處軸的直徑為最小直徑軸的材料選用45鋼。根據(jù)表查得，根據(jù)公式考慮軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器、還有鍵槽存在，故將估算增加0.5%，并圓整。則取d=40mm三

9、、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝拆順序和固定方式。參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖20-8結(jié)構(gòu)，確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩定位，右端用套筒定位。齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)接。軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩定位，周向采用過(guò)盈配合定位。確定各軸段的直徑。如圖所示，軸段直徑最小，d1=40mm;考慮到要對(duì)安裝在軸段上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段上安裝軸承，軸段必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段的直徑d2=45mm；同樣的方法確定軸段、的直徑d3

10、=50mm,d4=60mm;為了便于拆卸左軸承，可查出6208型滾動(dòng)軸承的安裝高速為3.5mm，取d5=52mm.確定各軸段的長(zhǎng)度。齒輪輪轂寬度為60mm，為保證齒輪固定可靠，軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂的寬度，取為55mm；為保證齒輪斷面與箱體內(nèi)壁不相干涉。齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距為15mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為18mm），并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段的長(zhǎng)度取為20mm，軸承跨距；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋有一定距離的要求，??；查閱有關(guān)的聯(lián)軸器手冊(cè)取。軸與齒輪、聯(lián)軸器均采用平鍵聯(lián)接。按設(shè)計(jì)結(jié)果繪制的結(jié)構(gòu)草圖。四、按

11、彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑畫出軸的受力圖b作水平面內(nèi)的彎矩圖c支點(diǎn)約束力I-I截面處的彎矩為II-II截面處的彎矩為作垂直面內(nèi)的彎矩圖d支點(diǎn)約束力為I-I截面左側(cè)彎矩為I-I截面右側(cè)彎矩為II-II截面處的彎矩為作合成彎矩圖eI-I截面：II-II截面：作轉(zhuǎn)矩圖f求當(dāng)量彎矩。因減速器工作時(shí)作單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6。I-I截面：II-II截面確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度。由圖可以看出，截面I-I、II-II所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩，且軸上還有鍵槽，故截面I-I可能為危險(xiǎn)截面。但由于軸徑d3>d2,故也應(yīng)對(duì)截面II-II進(jìn)行校核。I-I截面：II-II截面：查表得，滿足，故設(shè)

12、計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度，并有一定富裕量。滾動(dòng)軸承的選擇及驗(yàn)算（低速軸）根據(jù)任務(wù)書上表明的條件：載荷有輕微沖擊，以及軸承主要受到軸向力，所以選擇深溝球軸承。選用6208深溝球軸承軸承壽命計(jì)算查機(jī)械零件手冊(cè)，6308軸承所具有的徑向基本額定動(dòng)載荷，對(duì)于球軸承，。工作壽命鍵的選擇計(jì)算(低速軸)根據(jù)軸徑尺寸，查表得軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵鍵的強(qiáng)度校核則圓周力：擠壓強(qiáng)度因此擠壓強(qiáng)度足夠。剪切強(qiáng)度因此剪切強(qiáng)度足夠。減速器的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算箱體的設(shè)計(jì)箱體是減速器中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動(dòng)零件的正確相對(duì)位置并承受作用在減速器上載荷的重要零件。箱體一般還兼作潤(rùn)滑油的油箱，具有充分潤(rùn)滑和很好密封箱內(nèi)零件的

13、作用。為保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度，箱體要有一定的壁厚，并在軸承座孔處設(shè)置加強(qiáng)肋。加強(qiáng)肋做在箱體外的稱為外肋，由于其鑄造工藝性較好，故應(yīng)用較廣泛。加強(qiáng)肋做在箱體內(nèi)的稱為內(nèi)肋，內(nèi)肋剛度大，不影響外形的美觀，但它阻礙潤(rùn)滑油的流動(dòng)而增加損耗，且鑄造工藝也比較復(fù)雜，所以應(yīng)用較少。箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件，目前尚無(wú)完整的理論設(shè)計(jì)方法，因此都是在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、重量輕及使用等方面而要求作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。代號(hào)名稱減速器形式一級(jí)（齒輪）箱座壁厚=8箱蓋壁厚箱座加強(qiáng)肋厚箱蓋加強(qiáng)肋厚箱座分箱面凸緣厚箱蓋分箱面凸緣厚平凸緣底座厚斜凸緣底座厚地腳螺栓軸承螺栓聯(lián)接分箱面的螺栓軸承

14、蓋螺釘n（螺釘數(shù)）embh檢查孔蓋螺釘n地腳螺栓數(shù)凸緣上螺栓凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸軸承座孔邊緣至軸承螺栓軸線的距離軸承座孔外端面至箱外壁的距離軸承座孔（D）外的直徑h軸承螺栓的凸臺(tái)高箱座的深度箱體分箱面凸緣圓角半徑箱體內(nèi)壁圓角半徑潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑方式的選擇一、齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于為單級(jí)圓柱齒輪減速器，速度<12m/s，當(dāng)m<20 時(shí)，浸油深度h約為1個(gè)齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36mm。二、軸承的潤(rùn)滑由于軸承周向速度為，所以宜開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。三、潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤(rùn)滑油。

15、四、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生

16、活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師馬樹(shù)煥對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難